احسب المواد وسعة الوزن وتقديرات التكلفة لتصاميم عوارض السقف المختلفة. أدخل الأبعاد والزوايا للحصول على نتائج فورية لمشروع البناء الخاص بك.
تعتبر حاسبة عوارض السقف أداة شاملة مصممة لمساعدة أصحاب المنازل والمقاولين والمهندسين المعماريين على التخطيط بدقة وتقدير أنظمة عوارض السقف. تعتبر عوارض السقف هياكل هيكلية مصممة هندسياً تدعم سقف المبنى، حيث تنقل الحمل إلى الجدران الخارجية. تتيح لك هذه الحاسبة إدخال أبعاد ومعايير محددة تتعلق بتصميم عوارض السقف الخاصة بك، مما يوفر حسابات فورية لمتطلبات المواد، وسعة الوزن، وتقديرات التكاليف. سواء كنت تخطط لمشروع بناء جديد أو تجديد، فإن حاسبة عوارض السقف لدينا تبسط العملية المعقدة لتصميم وتقدير العوارض، مما يوفر لك الوقت ويقلل من هدر المواد.
عوارض السقف هي مكونات هيكلية مسبقة الصنع تتكون من أعضاء خشبية أو فولاذية مرتبة في نمط مثلثي. تعمل كهيكل عظمي لسقفك، حيث توفر الدعم لتغطية السقف بينما تنقل الأحمال إلى الجدران الخارجية للمبنى. تقدم العوارض عدة مزايا مقارنة بأنظمة العوارض التقليدية، بما في ذلك:
تدعم حاسبتنا خمسة أنواع شائعة من العوارض، كل منها له تطبيقاته ومزاياه الخاصة:
عوارض الملك: أبسط تصميم للعوارض الذي يتميز بعمود مركزي عمودي (عمود الملك) يربط القمة بالحزمة السفلية. مثالي للامتدادات الصغيرة (15-30 قدم) والتصميمات السقفية البسيطة.
عوارض الملكة: امتداد لتصميم عوارض الملك مع عمودين عموديين (عوارض الملكة) بدلاً من عمود مركزي واحد. مناسب للامتدادات المتوسطة (25-40 قدم) ويقدم مزيدًا من الاستقرار.
عوارض فينك: تتميز بأعضاء شبكية قطرية في نمط W، مما يوفر نسبة قوة إلى وزن ممتازة. تُستخدم عادة في البناء السكني لامتدادات تتراوح بين 20-80 قدم.
عوارض هاوي: تتضمن أعضاء عمودية في الشد وأعضاء قطرية في الضغط. مناسبة للامتدادات المتوسطة إلى الكبيرة (30-60 قدم) والأحمال الثقيلة.
عوارض برات: عكس عوارض هاوي، مع أعضاء قطرية في الشد وأعضاء عمودية في الضغط. فعالة للامتدادات المتوسطة (30-60 قدم) وتستخدم عادة في التطبيقات السكنية والتجارية الخفيفة.
تستخدم حاسبة عوارض السقف عدة صيغ رياضية لتحديد متطلبات المواد، والسعة الهيكلية، وتقديرات التكلفة. يساعد فهم هذه الحسابات في تفسير النتائج واتخاذ قرارات مستنيرة.
يتم تحديد ارتفاع السقف بواسطة الامتداد والميول:
حيث:
يتم حساب طول العارضة باستخدام نظرية فيثاغورس:
تختلف كمية الخشب المطلوبة حسب نوع العارضة:
عوارض الملك:
عوارض الملكة:
حيث:
عوارض فينك:
حيث:
عوارض هاوي وبرات:
حيث:
يتم تحديد سعة الوزن بواسطة الامتداد، المادة، والمسافة:
حيث:
يتم حساب تقدير التكلفة كالتالي:
حيث تختلف تكلفة المادة لكل قدم حسب نوع المادة:
اتبع هذه الخطوات للحصول على حسابات دقيقة لعوارض السقف:
اختر نوع العارضة: اختر من تصميمات عوارض الملك، الملكة، فينك، هاوي، أو برات بناءً على متطلبات مشروعك.
أدخل الامتداد: أدخل المسافة الأفقية بين الجدران الخارجية بالأقدام. هذه هي العرض الذي تحتاجه العارضة لتغطيته.
أدخل الارتفاع: حدد الارتفاع المطلوب للعارضة في نقطة مركزها بالأقدام.
أدخل الميول: أدخل ميول السقف كنسبة من الارتفاع إلى الامتداد (عادة ما يُعبر عنه كـ x/12). على سبيل المثال، يعني ميول 4/12 أن السقف يرتفع 4 بوصات لكل 12 بوصة من المسافة الأفقية.
أدخل المسافة: حدد المسافة بين العوارض المتجاورة بالبوصات. خيارات المسافة الشائعة هي 16 بوصة، 24 بوصة، و32 بوصة.
اختر المادة: اختر مادة البناء (خشب، فولاذ، أو خشب هندسي) بناءً على متطلبات مشروعك وميزانيتك.
عرض النتائج: بعد إدخال جميع المعلمات، ستعرض الحاسبة تلقائيًا:
تحليل تمثيل العارضة: افحص التمثيل المرئي لتصميم العارضة الخاص بك للتأكد من أنه يلبي توقعاتك.
نسخ النتائج: استخدم زر النسخ لحفظ حساباتك للرجوع إليها أو مشاركتها مع المقاولين والموردين.
معلمات الإدخال:
الحسابات:
معلمات الإدخال:
الحسابات:
تطبيقات حاسبة عوارض السقف تمتد عبر سيناريوهات البناء المختلفة:
بالنسبة لأصحاب المنازل والبنائين السكنيين، تساعد الحاسبة في تصميم العوارض لـ:
تتيح الأداة مقارنة سريعة بين تصميمات ومواد العوارض المختلفة، مما يساعد أصحاب المنازل على اتخاذ قرارات فعالة من حيث التكلفة مع ضمان السلامة الهيكلية.
يستخدم المقاولون التجاريون الحاسبة لـ:
تعتبر القدرة على حساب سعة الوزن قيمة بشكل خاص للمشاريع التجارية حيث قد تشمل أحمال السقف معدات التكييف، تراكم الثلوج، أو أوزان كبيرة أخرى.
بالنسبة لعشاق DIY، توفر الحاسبة:
بعد الكوارث الطبيعية، تساعد الحاسبة في:
بينما توفر حاسبة عوارض السقف لدينا حسابات شاملة لتصميمات العوارض الشائعة، هناك طرق بديلة يجب أخذها في الاعتبار:
برامج تصميم العوارض الاحترافية: لتصميمات الأسقف المعقدة أو غير المعتادة، تقدم البرامج الاحترافية مثل MiTek SAPPHIRE™ أو Alpine TrusSteel® قدرات تحليل أكثر تقدمًا.
خدمات الهندسة المخصصة: للهياكل الحرجة أو ظروف التحميل غير المعتادة، قد يكون من الضروري استشارة مهندس هيكلي لتصميم عارضة مخصصة.
العوارض المصنعة مسبقًا: يقدم العديد من الموردين عوارض مصممة مسبقًا بمواصفات قياسية، مما يلغي الحاجة إلى حسابات مخصصة.
البناء التقليدي للعوارض: للأسقف البسيطة أو التجديدات التاريخية، قد تكون أنظمة العوارض التقليدية المكونة من قطع خشبية مفضلة على العوارض.
يمثل تطوير عوارض السقف تطورًا مثيرًا في التاريخ المعماري والهندسي:
تعود فكرة الدعم السقفي مثلث الشكل إلى الحضارات القديمة. تُظهر الأدلة الأثرية أن الرومان واليونانيين الأوائل فهموا المزايا الهيكلية للأطر مثلثية الشكل لتغطية المساحات الكبيرة.
خلال الفترة الوسطى (القرن 12-15)، تم تطوير عوارض خشبية مثيرة للإعجاب للكاتدرائيات والقاعات الكبيرة. تم تطوير عارضة المطرقة في إنجلترا خلال القرن الرابع عشر، مما سمح بوجود مساحات مفتوحة رائعة في مباني مثل قاعة ويستمنستر.
جلب القرن التاسع عشر تقدمًا كبيرًا مع إدخال الوصلات المعدنية والتحليل الهيكلي العلمي. تم تسجيل براءة اختراع عارضة برات من قبل توماس وكاليب برات في عام 1844، بينما تم تسجيل براءة اختراع عارضة هاوي من قبل ويليام هاوي في عام 1840.
شهد منتصف القرن العشرين ظهور العوارض الخشبية المصنعة مسبقًا، مما أحدث ثورة في البناء السكني. أدى تطوير لوحة المسامير في عام 1952 من قبل جي. كالفين جورييت إلى تبسيط تصنيع وتجميع العوارض بشكل كبير.
اليوم، قد حسنت التصميمات المعتمدة على الكمبيوتر والتصنيع تكنولوجيا العوارض، مما يسمح بتصميم دقيق، وتقليل هدر المواد، وأداء هيكلي مثالي.
1import math
2
3def calculate_roof_truss(span, height, pitch, spacing, truss_type, material):
4 # حساب الارتفاع
5 rise = (span / 2) * (pitch / 12)
6
7 # حساب طول العارضة
8 rafter_length = math.sqrt((span / 2)**2 + rise**2)
9
10 # حساب إجمالي الخشب بناءً على نوع العارضة
11 if truss_type == "king":
12 total_lumber = (2 * rafter_length) + span + height
13 elif truss_type == "queen":
14 diagonals = 2 * math.sqrt((span / 4)**2 + height**2)
15 total_lumber = (2 * rafter_length) + span + diagonals
16 elif truss_type == "fink":
17 web_members = 4 * math.sqrt((span / 4)**2 + (height / 2)**2)
18 total_lumber = (2 * rafter_length) + span + web_members
19 elif truss_type in ["howe", "pratt"]:
20 verticals = 2 * height
21 diagonals = 2 * math.sqrt((span / 4)**2 + height**2)
22 total_lumber = (2 * rafter_length) + span + verticals + diagonals
23
24 # حساب عدد الوصلات
25 joints_map = {"king": 4, "queen": 6, "fink": 8, "howe": 8, "pratt": 8}
26 joints = joints_map.get(truss_type, 0)
27
28 # حساب سعة الوزن
29 material_multipliers = {"wood": 20, "steel": 35, "engineered": 28}
30 if span < 20:
31 base_capacity = 2000
32 elif span < 30:
33 base_capacity = 1800
34 else:
35 base_capacity = 1500
36
37 weight_capacity = base_capacity * material_multipliers[material] / (spacing / 24)
38
39 # حساب تقدير التكلفة
40 material_costs = {"wood": 2.5, "steel": 5.75, "engineered": 4.25}
41 cost_estimate = total_lumber * material_costs[material]
42
43 return {
44 "totalLumber": round(total_lumber, 2),
45 "joints": joints,
46 "weightCapacity": round(weight_capacity, 2),
47 "costEstimate": round(cost_estimate, 2)
48 }
49
50# مثال للاستخدام
51result = calculate_roof_truss(
52 span=24,
53 height=5,
54 pitch=4,
55 spacing=24,
56 truss_type="king",
57 material="wood"
58)
59print(f"إجمالي الخشب: {result['totalLumber']} قدم")
60print(f"عدد الوصلات: {result['joints']}")
61print(f"سعة الوزن: {result['weightCapacity']} رطل")
62print(f"تقدير التكلفة: ${result['costEstimate']}")
631function calculateRoofTruss(span, height, pitch, spacing, trussType, material) {
2 // حساب الارتفاع
3 const rise = (span / 2) * (pitch / 12);
4
5 // حساب طول العارضة
6 const rafterLength = Math.sqrt(Math.pow(span / 2, 2) + Math.pow(rise, 2));
7
8 // حساب إجمالي الخشب بناءً على نوع العارضة
9 let totalLumber = 0;
10
11 switch(trussType) {
12 case 'king':
13 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + height;
14 break;
15 case 'queen':
16 const diagonals = 2 * Math.sqrt(Math.pow(span / 4, 2) + Math.pow(height, 2));
17 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + diagonals;
18 break;
19 case 'fink':
20 const webMembers = 4 * Math.sqrt(Math.pow(span / 4, 2) + Math.pow(height / 2, 2));
21 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + webMembers;
22 break;
23 case 'howe':
24 case 'pratt':
25 const verticals = 2 * height;
26 const diagonalMembers = 2 * Math.sqrt(Math.pow(span / 4, 2) + Math.pow(height, 2));
27 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + verticals + diagonalMembers;
28 break;
29 }
30
31 // حساب عدد الوصلات
32 const jointsMap = { king: 4, queen: 6, fink: 8, howe: 8, pratt: 8 };
33 const joints = jointsMap[trussType] || 0;
34
35 // حساب سعة الوزن
36 const materialMultipliers = { wood: 20, steel: 35, engineered: 28 };
37 let baseCapacity = 0;
38
39 if (span < 20) {
40 baseCapacity = 2000;
41 } else if (span < 30) {
42 baseCapacity = 1800;
43 } else {
44 baseCapacity = 1500;
45 }
46
47 const weightCapacity = baseCapacity * materialMultipliers[material] / (spacing / 24);
48
49 // حساب تقدير التكلفة
50 const materialCosts = { wood: 2.5, steel: 5.75, engineered: 4.25 };
51 const costEstimate = totalLumber * materialCosts[material];
52
53 return {
54 totalLumber: parseFloat(totalLumber.toFixed(2)),
55 joints,
56 weightCapacity: parseFloat(weightCapacity.toFixed(2)),
57 costEstimate: parseFloat(costEstimate.toFixed(2))
58 };
59}
60
61// مثال للاستخدام
62const result = calculateRoofTruss(
63 24, // الامتداد بالأقدام
64 5, // الارتفاع بالأقدام
65 4, // الميول (4/12)
66 24, // المسافة بالبوصات
67 'king',
68 'wood'
69);
70
71console.log(`إجمالي الخشب: ${result.totalLumber} قدم`);
72console.log(`عدد الوصلات: ${result.joints}`);
73console.log(`سعة الوزن: ${result.weightCapacity} رطل`);
74console.log(`تقدير التكلفة: $${result.costEstimate}`);
751' دالة VBA في إكسل لحساب عوارض السقف
2Function CalculateRoofTruss(span As Double, height As Double, pitch As Double, spacing As Double, trussType As String, material As String) As Variant
3 ' حساب الارتفاع
4 Dim rise As Double
5 rise = (span / 2) * (pitch / 12)
6
7 ' حساب طول العارضة
8 Dim rafterLength As Double
9 rafterLength = Sqr((span / 2) ^ 2 + rise ^ 2)
10
11 ' حساب إجمالي الخشب بناءً على نوع العارضة
12 Dim totalLumber As Double
13
14 Select Case trussType
15 Case "king"
16 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + height
17 Case "queen"
18 Dim diagonals As Double
19 diagonals = 2 * Sqr((span / 4) ^ 2 + height ^ 2)
20 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + diagonals
21 Case "fink"
22 Dim webMembers As Double
23 webMembers = 4 * Sqr((span / 4) ^ 2 + (height / 2) ^ 2)
24 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + webMembers
25 Case "howe", "pratt"
26 Dim verticals As Double
27 verticals = 2 * height
28 Dim diagonalMembers As Double
29 diagonalMembers = 2 * Sqr((span / 4) ^ 2 + height ^ 2)
30 totalLumber = (2 * rafterLength) + span + verticals + diagonalMembers
31 End Select
32
33 ' حساب عدد الوصلات
34 Dim joints As Integer
35 Select Case trussType
36 Case "king"
37 joints = 4
38 Case "queen"
39 joints = 6
40 Case "fink", "howe", "pratt"
41 joints = 8
42 Case Else
43 joints = 0
44 End Select
45
46 ' حساب سعة الوزن
47 Dim baseCapacity As Double
48 If span < 20 Then
49 baseCapacity = 2000
50 ElseIf span < 30 Then
51 baseCapacity = 1800
52 Else
53 baseCapacity = 1500
54 End If
55
56 Dim materialMultiplier As Double
57 Select Case material
58 Case "wood"
59 materialMultiplier = 20
60 Case "steel"
61 materialMultiplier = 35
62 Case "engineered"
63 materialMultiplier = 28
64 Case Else
65 materialMultiplier = 20
66 End Select
67
68 Dim weightCapacity As Double
69 weightCapacity = baseCapacity * materialMultiplier / (spacing / 24)
70
71 ' حساب تقدير التكلفة
72 Dim materialCost As Double
73 Select Case material
74 Case "wood"
75 materialCost = 2.5
76 Case "steel"
77 materialCost = 5.75
78 Case "engineered"
79 materialCost = 4.25
80 Case Else
81 materialCost = 2.5
82 End Select
83
84 Dim costEstimate As Double
85 costEstimate = totalLumber * materialCost
86
87 ' إرجاع النتائج كمصفوفة
88 Dim results(3) As Variant
89 results(0) = Round(totalLumber, 2)
90 results(1) = joints
91 results(2) = Round(weightCapacity, 2)
92 results(3) = Round(costEstimate, 2)
93
94 CalculateRoofTruss = results
95End Function
96عارضة السقف هي هيكل هيكلي مسبق الصنع، عادة ما تكون مصنوعة من الخشب أو الفولاذ، مصممة لدعم سقف مبنى. تتكون من أعضاء مثلثية الشكل توزع وزن السقف بكفاءة إلى الجدران الخارجية، مما يلغي الحاجة إلى جدران تحمل الحمل الداخلية ويسمح بخطط أرضية مفتوحة.
يعتمد أفضل نوع من العوارض على عدة عوامل:
استشر مهندسًا هيكليًا أو مصنع عوارض للحصول على توصيات محددة بناءً على متطلبات مشروعك.
خيارات المسافة الشائعة للعوارض هي:
تحدد القوانين المحلية الحد الأدنى لمتطلبات المسافة بين العوارض.
تستند تقديرات التكلفة المقدمة من الحاسبة إلى تكاليف المواد المتوسطة ولا تشمل العمالة أو التوصيل أو التباينات السعرية الإقليمية. يجب استخدامها كدليل تقريبي لأغراض الميزانية. للحصول على تكلفة دقيقة للمشروع، استشر الموردين والمقاولين المحليين.
نعم، يمكن استخدام الحاسبة لتقديرات أولية للمباني التجارية. ومع ذلك، تتطلب المشاريع التجارية عادةً هندسة احترافية وقد تحتاج إلى مراعاة عوامل إضافية مثل أحمال المعدات الميكانيكية، ومتطلبات الحماية من الحرائق، ومتطلبات الرموز المحددة.
يؤثر ميول السقف على عدة جوانب من تصميم العارضة:
تأخذ الحاسبة في الاعتبار الميول في حساباتها الهيكلية والمواد.
تستخدم العوارض الخشبية الخشب البعدي (عادة 2×4 أو 2×6)، بينما تستخدم العوارض الخشبية الهندسية منتجات خشبية مصنعة مثل الخشب الرقائقي المlaminated (LVL) أو الخشب المتوازي الخيوط (PSL). تقدم الخشب الهندسي:
اعتبر هذه العوامل عند تحديد سعة الوزن المطلوبة:
تحدد قوانين البناء المحلية الحد الأدنى لمتطلبات الحمل بناءً على موقعك.
لا. تعتبر عوارض السقف أنظمة هندسية حيث تلعب كل عضو دورًا هيكليًا حرجًا. يمكن أن يؤدي قطع أو ثقب أو تعديل مكونات العارضة بعد التركيب إلى تقويض السلامة الهيكلية بشكل كبير وعادة ما يكون محظورًا بموجب قوانين البناء. يجب أن يتم أي تعديلات من قبل مهندس هيكلي مصمم وموافق عليه.
يمكن أن تدوم عوارض السقف المصممة والمركبة بشكل صحيح مدى عمر المبنى (50+ سنة). تشمل العوامل التي تؤثر على طول العمر:
مجلس الخشب الأمريكي. (2018). المواصفة الوطنية لتصميم الخشب. ليسبورغ، فيرجينيا: مجلس الخشب الأمريكي.
بريير، د. إ.، فريدلي، ك. ج.، كوبين، ك. إ.، & بولك، د. ج. (2015). تصميم الهياكل الخشبية – ASD/LRFD. ماكغرو هيل.
جمعية مكونات البناء الهيكلية. (2021). BCSI: دليل الممارسات الجيدة للتعامل، والتركيب، والتقييد، والتثبيت لعوارض الخشب المتصلة بألواح معدنية. ماديسون، ويسكونسن: SBCA.
مجلس التعليم الدولي. (2021). قانون البناء الدولي السكني. نادي كاونتري هيلز، إلينوي: ICC.
معهد لوحات العوارض. (2007). المعيار الوطني لتصميم العوارض الخشبية المتصلة بألواح معدنية. ألكسندريا، فيرجينيا: TPI.
ألين، إ.، & إانو، ج. (2019). أسس بناء البناء: المواد والأساليب. وايلي.
أندرود، ك. ر.، & تشيويني، م. (2007). التصميم الهيكلي: دليل عملي للمهندسين المعماريين. وايلي.
مختبر المنتجات الحرجية. (2021). دليل الخشب: الخشب كمادة هندسية. ماديسون، ويسكونسن: وزارة الزراعة الأمريكية، خدمة الغابات.
تجعل حاسبة عوارض السقف لدينا من السهل التخطيط لمشروعك بثقة. ما عليك سوى إدخال أبعادك، اختيار نوع العارضة والمادة المفضلة، والحصول على نتائج فورية لمتطلبات المواد، وسعة الوزن، وتقديرات التكلفة. سواء كنت مقاولًا محترفًا أو هاويًا، توفر لك هذه الأداة المعلومات التي تحتاجها لاتخاذ قرارات مستنيرة بشأن تصميم عارضة السقف الخاصة بك.
جرّب مجموعات مختلفة من المعلمات للعثور على الحل الأكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة لمتطلبات مشروعك المحددة. تذكر استشارة قوانين البناء المحلية وفكر في استشارة مهندس هيكلي لتطبيقات معقدة أو حرجة.
ابدأ في الحساب الآن واتخذ الخطوة الأولى نحو مشروع بناء ناجح!
اكتشف المزيد من الأدوات التي قد تكون مفيدة لسير عملك